具有增强的高频性能的金属氧化物半导体场效应晶体管制造技术

该发明专利技术涉及一种金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件，其包括形成于衬底上表面的外延区域和至少两个形成于外延区域中的体区域。体区域位于靠近外延区域的上表面，且横向彼此间隔。该器件还包括至少两个设置于对应的体区域中且靠近该体区域上表面的位置的源区，以及包括至少两个平面栅和一个沟槽栅的栅极结构。每个平面栅均位于所述的外延区域的上表面，并与相应的体区域的至少一部分重叠。该沟槽栅位于两个所述体区域之间且至少部分位于所述外延区域之中；以及位于衬底背面且与衬底电连接的漏极触点。

【技术实现步骤摘要】
具有增强的高频性能的金属氧化物半导体场效应晶体管
本专利技术一般涉及电气、电子和计算机技术，更具体地涉及功率晶体管器件和制造方法
技术介绍
功率晶体管，例如功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，通常被设计成能够在导通状态下维持高的漏源电流密度，并且在关断状态下维持源漏间的高阻断电压。有许多晶体管器件类型，例如横向和垂直器件、平面栅和沟槽栅、单极和双极晶体管，每一种都是为特定的应用而设计的。许多设计参数是互斥的，因此一个参数的改进会导致另一个参数的退化。因此，在不同的晶体管设计中，存在着一种特殊的性能权衡。晶体管的设计和性能标准可以用几个属性来衡量，包括漏源击穿电压(BVds)、特征导通电阻(Rsp)、栅极电容(Cg)和栅漏电容(Cgd)。这些性能特性在很大程度上取决于晶体管的设计、结构和材料的选择等因素。此外，这些晶体管性能特性通常在关键设计参数上遵循相反的趋势，例如栅极长度、沟道和漂移区掺杂浓度、漂移区长度、总的栅极宽度等等，从而使得晶体管器件的设计具有挑战性。例如，增加晶体管中的漂移区掺杂浓度会降低特征导通电阻，同时也会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属氧化物半导体场效应晶体管器件，其特征在于，包括：/n半导体衬底，具有第一导电类型；/n外延区域，具有第一导电类型，并设置于所述衬底的上表面；/n至少两个体区域，具有第二导电类型，形成于所述外延区域中，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，体区域位于靠近所述外延区域的上表面，且所述的两个体区域在横向上相互间隔；/n至少两个源区，具有第一导电类型，每个所述源区均被设置于对应的体区域中靠近该体区域上表面的位置；/n栅极结构，包括：至少两个平面栅，每个所述的平面栅均位于所述的外延区域的上表面，并与相应的体区域的至少一部分重叠；和位于两个所述体区域之间且至少部分位于所述外延区域之中的沟槽栅...

【技术特征摘要】
20200304 US 16/808,7031.一种金属氧化物半导体场效应晶体管器件，其特征在于，包括：
半导体衬底，具有第一导电类型；
外延区域，具有第一导电类型，并设置于所述衬底的上表面；
至少两个体区域，具有第二导电类型，形成于所述外延区域中，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反，体区域位于靠近所述外延区域的上表面，且所述的两个体区域在横向上相互间隔；
至少两个源区，具有第一导电类型，每个所述源区均被设置于对应的体区域中靠近该体区域上表面的位置；
栅极结构，包括：至少两个平面栅，每个所述的平面栅均位于所述的外延区域的上表面，并与相应的体区域的至少一部分重叠；和位于两个所述体区域之间且至少部分位于所述外延区域之中的沟槽栅；以及
漏极触点，设置于所述衬底背面并与所述衬底电连接。


2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，其中所述的至少两个平面栅和所述的沟槽栅形成一个具有平面栅和沟槽栅功能的T形连结栅极。


3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括：
第一介电层，设置于所述的至少两个平面栅和相应的下方的部分体区域与外延区域之间；以及
第二介电层，设置于所述的沟槽栅与相邻的所述外延区域之间。


4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，其中，所述的第二介电层具有不均匀的厚度，位于所述沟槽栅底墙及该向上延伸的部分侧墙位置的所述的第二介电层的第一部分具有第一厚度，所述沟槽栅的侧墙向上延伸直至上表面的第二介电层的第二部分具有第二厚度，所述第一厚度比所述第二厚度更厚。


5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，其中，所述的两个平面栅和所述的沟槽栅具有彼此结构分离的梳状结构，所述梳状结构的一端或两端电连接在一起。


6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括介电侧墙，形成于所述的栅极结构中至少两个平面栅的侧壁以及形成于延伸于所述外延层的上表面上的沟槽栅的一部分侧壁。


7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括至少两个具有第二导电类型的掺杂区域，形成于靠近体区域上表面的位置，并横向与对应的源区相邻，以形成该器件的源极触点。


8.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括多个具有第一导电类型的注入区域，每个所述的注入区域均形成于靠近所述外延层的上表面，且位于相应的体区域和沟槽栅之间。


9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，每个所述的注入区域的垂直边缘均与所述的栅极结构的平面栅和沟槽栅自对准。


10.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，其中每个所述的注入区域的掺杂浓度为1×1016个原子/立方厘米至1×1018个原子/立方厘米。


11.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括多个栅极电极，分别与所述栅极结构中的平面栅及沟槽栅电连接，每个所述的栅极电极均包括分别在对应的平面栅及沟槽栅的至少一部分上表面上形成的金属硅化物层。


12.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括至少两个嵌入式源极触点，每个所述的嵌入式源极触点均形成于对应的体区...

【专利技术属性】
技术研发人员：许曙明，
申请(专利权)人：许曙明，
类型：发明
国别省市：美国;US